JP2010041805A - 電気車用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】抵抗器とダイオードとが並列接続して形成された充電抑制回路7を離線補償コンデンサ8に直列接続し、離線補償コンデンサ8への充電電流は充電抑制回路7の抵抗器によって電流を制限し、パンタグラフ1aが架線1から離線した場合には離線補償コンデンサ8から充電抑制回路7のダイオードを通して通常フィルタコンデンサ9側に電流を制限することなく必要な電流を供給する。故障判定部12は、充電抑制回路7や離線補償コンデンサ8を流れる電流または充電抑制回路7や離線補償コンデンサ8の電圧に基づいて充電抑制回路7または離線補償コンデンサ8の故障を検出する。を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。架線1からパンタグラフ1aを介して直流を入力し、直流入力をON/OFFする接触器(CTT)2を介して初期充電回路3に入力する。初期充電回路3は抵抗器と接点とを有し、電源投入時において接点が開いており、抵抗を通して架線1からの電流を後述の入力フィルタコンデンサである通常フィルタコンデンサ9及び離線補償コンデンサ8に供給する。これにより、通常フィルタコンデンサ9及び離線補償コンデンサ8への突入電流を抑制する。通常フィルタコンデンサ9及び離線補償コンデンサ8が充電された後は初期充電回路3の接点を閉じる。接触器(CTT)2及び初期充電回路3の接点は、制御部11からの指令により開閉制御される。
図3は本発明の第2の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、電流検出器10は充電抑制回路7に流れる電流を測定するように配置することに代えて、充電抑制回路7内の抵抗に流れる電流を測定するように配置したものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
図5は本発明の第3の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、電流検出器10は充電抑制回路7に流れる電流を測定するように配置することに代えて、充電抑制回路7内のダイオードに流れる電流を測定するように配置したものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
図7は本発明の第4の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。この第4の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、電流検出器10に代えて、離線補償コンデンサ8の電圧を測定する電圧検出器13A及び通常フィルタコンデンサ9の電圧を測定する電圧検出器13Bを設け、故障判定部12は、離線補償コンデンサ8の電圧及び通常フィルタコンデンサ9の電圧に基づいて充電抑制回路7の短絡故障を検出するようにしたものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
図8は本発明の第5の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。この第5の実施の形態は、図7に示した第7の実施の形態に対し、離線補償コンデンサ8の電圧を測定する電圧検出器13A及び通常フィルタコンデンサ9の電圧を測定する電圧検出器13Bに代えて、充電抑制回路7の電圧を検出する電圧検収器13Cを設け、故障判定部12は、充電抑制回路7の電圧に基づいて充電抑制回路7の短絡故障、開放故障、あるいは離線保障コンデンサ8の開放故障であることを検出するようにしたものである。図7と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
図9は本発明の第6の実施の形態に係る電気車用電源装置の一例を示す構成図である。この第6の実施の形態は、インバータ4a、4b、初期充電回路7a、7b、離線保障コンデンサ8a、8bを二重化し、この2組のインバータ4a、4bのうちいずれか一方を選択しインバータ4の出力を正弦波に波形整形するためのACフィルタ5に接続するための系切換接点14を追加して設け、故障判定部12は、系切換接点14で切り換えられた一方のインバータ4aの充電中における通常フィルタコンデンサ9aの充電時間と、他方のインバータ4bの充電中における通常フィルタコンデンサ9bの充電時間との比較により、充電抑制回路7a、7bの短絡を検出するようにしたものである。
Claims (7)
- 架線からパンタグラフを介して入力した直流をON/OFFする接触器と、直流を正弦波PWM交流に変換する入力フィルタコンデンサを有するインバータと、電源投入時の前記入力フィルタコンデンサへの突入電流を抑制するための初期充電回路と、前記インバータの出力を正弦波に波形整形するためのACフィルタと、前記ACフィルタの出力を直流回路と絶縁して所定の電圧に変換し電車の負荷に電力を供給するための絶縁トランスとから構成され、前記入力フィルタコンデンサを最低動作に必要な容量の通常フィルタコンデンサと前記パンタグラフが前記架線から離線した場合の電力供給可能時間を延長するために必要な容量の離線補償コンデンサとの2系統に分離し、通常フィルタコンデンサと離線補償コンデンサとを並列接続した車両用電源装置において、抵抗器とダイオードとが並列接続して形成された充電抑制回路を前記離線補償コンデンサに直列接続し、前記離線補償コンデンサへの充電電流は前記充電抑制回路の抵抗器によって電流を制限し、パンタグラフが架線から離線した場合には離線補償コンデンサから充電抑制回路のダイオードを通して通常フィルタコンデンサ側に電流を制限することなく必要な電流を供給し、前記充電抑制回路を流れる電流または前記充電抑制回路や前記離線補償コンデンサの電圧に基づいて前記充電抑制回路または前記離線補償コンデンサの故障を検出する故障判定部を設けたことを特徴とする電気車用電源装置。
- 前記故障判定部は、前記充電抑制回路を流れる電流が短絡検出設定値以上となった場合には、前記充電抑制回路は短絡故障であると判断することを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
- 前記故障判定部は、前記充電抑制回路を流れる電流が零である場合には、前記充電抑制回路もしくは前記離線補償コンデンサは開放故障であると判断することを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
- 前記故障判定部は、充電開始してから前記離線保障コンデンサの電圧が予め定めた設定電圧になるまでの時間と前記通常フィルタコンデンサの電圧が予め定めた設定電圧になるまでの時間とが同じである場合、充電中の前記離線保障コンデンサの電圧と前記通常フィルタコンデンサの電圧とが等しい場合、前記充電抑制回路は短絡故障であると判断することを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
- 前記故障判定部は、前記充電抑制回路の電圧が零である場合には、充電抑制回路に短絡故障、充電抑制回路に開放故障、もしくは離線補償コンデンサに開放故障が発生していると判断することを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
- 前記故障判定部は、正常であるときの前記離線補償コンデンサの充電電流を積分して前記離線補償コンデンサの容量を求め初期の離線補償コンデンサの容量とを比較して前記離線補償コンデンサの劣化判断を行うことを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
- 前記インバータ、前記初期充電回路及び離線保障コンデンサを二重化し、この2組のインバータのうちいずれか一方を選択しインバータの出力を正弦波に波形整形するためのACフィルタに接続するための系切換接点を追加して設け、前記故障判定部は、系切換接点で切り換えられた一方のインバータの充電中における通常フィルタコンデンサの充電時間と、他方のインバータの充電中における通常フィルタコンデンサの充電時間との比較により、前記充電抑制回路の短絡を検出することを特徴とする請求項1記載の電気車用電源装置。
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